4.1原电池 让小车动起来的能量来源——揭秘原电池的工作原理 教学设计（表格式）高中化学 人教版（2019） 选择性必修1

原电池 教学设计
课题 让小车动起来的能量来源——揭秘原电池的工作原理
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
“原电池的工作原理”属于人教版高中化学选择性必修1（2019年版）第四章第一节的内容。学生在之前已经学习了铜-锌单液原电池的基本工作原理，因此，教材在“原电池的工作原理”部分着重介绍双液原电池，通过分析双液原电池装置，引出盐桥、半电池等概念，深化学生对原电池工作原理和形成条件的认识，并为后续一次电池、二次电池和燃料电池的学习做铺垫。该部分知识在整个电化学体系的教学中具有承上启下的作用。 本节教材在编写时大致安排了三个阶段，引导学生逐步认识和理解原电池的工作原理及其应用。第一阶段，以必修已学知识和课堂实验观察、分析为基础，逐步梳理铜锌原电池的工作原理。第二阶段，引导学生从一种原电池的具体装置抽象形成原电池的一般模型，完成“从生动的直观到抽象的思维”的过程。第三阶段，可以看做“从抽象的思维到实践”的过程，引导学生结合实例，应用原电池的原理分析一次电池、二次电池的主要工作原理。
2.学习者分析
已有知识与能力： 必修阶段的学习中学生已经具备了“化学能与电能相互转化”的学科观念， 知道利用氧化还原反应可以实现化学能与电能的转化。初步掌握了原电池的概念、构成条件、工作原理。在学科能力方面，经过之前的课堂实验活动，学生已 经具备一定的观察能力、实验探究能力、理解与辨析能力。 学习障碍点： 没有认识到氧化反应、还原反应要分区域进行；难以将原电池装置抽象成一般的思维模型，并运用图示的方式表示；知识间的概括关联能力不足，没有系统地形成分析原电池装置的方法和思路。 学习发展点： 基于“模型认知”判断电池结构、基于“证据推理”分析电池工作原理的能力有待进一步提升。
3.学习目标确定
①通过观察实验现象，从宏微结合的角度深入理解双液原电池工作原理。 ②通过观看微观动画的演示，掌握盐桥的概念和工作原理。 ③能归纳双液原电池的工作原理，进一步巩固对电极类型、微粒移动方向的判断，能运用守恒思想熟练书写电极方程式。 ④能建构原电池模型，并简单设计双液原电池。
4.学习重点难点
重点：原电池的工作原理；电极反应的分析与表征 难点：原电池思维模型的构建
5.学习评价设计
①通过对构成原电池装置的必要条件进行分析，构建四要素模型，并运用该模型解释双液原电池的构成要素及各要素的作用，诊断并评价学生证据推理与模型认知的化学核心素养发展水平。 ②通过实验探究，对电极反应及微观粒子行为分析，诊断并评价学生的实验探究水平及宏观辨识与微观探析化学学科核心素养发展水平。 ③通过通过宏观实验现象分析单液原电池存在的不足并对装置进行改进，诊断并评价学生辩证看待问题的能力及批判性思维归纳与演绎思维等高阶思维能力发展水平。
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一： 温故知新——原电池模型建构教师活动1 【引入】以铜锌稀硫酸原电池提供电能的小车调动学生学习的积极性，引出无论是玩具四驱车、代步电动踏板，还是电能特斯拉汽车的电池都是以原电池为基础发展而来的。 【展示】奔跑的原电池小车 【设问】判断以下装置是否为原电池，说出构成原电池的条件。学生活动1 【回答】 思考、回答任务1 构建原电池模型 【展示】铜锌原电池工作动态装置图。 【讲授】我们可以采用“电极反应”“电极材料”“离子导体”“电子导体”这四个要素来解释原电池装置，并以这个四个要素来构建原电池的分析模型。 【分析】 从电极反应，电子电流的移动方向，阴阳离子的移动方向建立原电池的分析模型 活动意图说明： 通过原电池小车的实验，创设生活中让小车动起来的能量来源的情景，引入原电池，让学生体会原电池给人类生产生活带来的影响，再回顾所学的原电池知识，引出新的四要素模型，完善原电池模型。环节二：模型应用——设计原电池教师活动2学生活动2任务2运用原电池模型 【设问】 请同学根据反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 设计原池，画出装置图，写出正负极的电极反应，预测实验现象。 【投屏】 对学生书写的内容进行投屏展示，评价。 【提问】请同学预测实验现象。并回答1.实际实验现象与预测现象有何不同。 2.为何会出现该现象，这种原电池存在什么样的缺陷？ 【方案设计】 小组讨论，设计，画图，书写。 【实验】 按照设计的装置图连接实验仪器，观察实验现象，对比预测现象，说出不同之处 【小组讨论】 讨论、展示 活动意图说明 通过发现理论现象与实际现象的不同，引发学生认知冲突。使学生认识到单液原电池存在缺陷，以培养学生细致观察、发现问题的能力。环节三：改进装置，深化模型教师活动3学生活动3任务3 原电池模型深探 【提问】针对单液原电池存在的缺陷，我们应该如何改进？ 【展示】根据学生的回答，绘制实验装置图。 【设问】 1.盐桥中有电子流过吗？盐桥的作用是什么？ 2.盐桥中K+和Cl-的移动方向？ 3.设计原电池，在电解质溶液的选择上有什么要求？ 4.根据模型找出构成原电池四要素。【回答】 思考、回答 【实验】 小组合作，动手实验。 【完善认知】 感知盐桥在双液原电池中的作用，通过找出构成原电池的四要素，深化原电池分析模型。 活动意图说明引导学生对单液原电池进行装置改进，实现认知模型由单液向双液的进阶，以培养学生模型认知、证据推理的核心素养。利用动画演示从微观角度展示盐桥作原理，突破学生认知难点。环节四：模型应用教师活动4 任务4 原电池工作原理应用——判断正负极 【设问】我们应该如何判断原电池正 负极呢？归纳总结判断原电池正负极的规律方法。 【回答】分析、回答学生活动3活动意图说明利用生活实例引入对原电池正负极的判断，以促进学生对原电池知识的整合和迁移，同时进一步巩固了相关知识，为后续化学电源的学习做铺垫。
7.板书设计
让小车动起来的能量来源 ——揭秘原电池的工作原理 原电池模型
8.作业与拓展学习设计
作业： 1.根据今天所学内容，将2Fe 3++ Cu =2 Fe2+ + Cu2+ 设计成原电池，书写原电池四要素模型二维图，并画出双液原电池装置图。 2.完成本节课的练习册。 拓展学习设计： 利用老师发放电极片，导线，小串灯和水果，制作水果电池。
9.教学反思与改进
在“原电池的工作原理”教学设计中，一方面，教精心设计教学环节,引导学生回顾已学知识点，提高了学生的证据推理能力，使学生形成完整的知识体系；另一方面，通过“模型唤醒—模型应用—模型深化” 路径，引导学生从四要素模型构建原电池分析模型，层层递进，使学生理解双液原电池的工作原理，完善的原电池模型。从构建模型到完善模型，学生充分运用证据推理的化学思维，激发了学习化学的兴趣，为后续的电化学体系学习打下基础，发展了“证据推理和模型认知”核心素养。